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作者[美]克利福德·威尔 [美]尼古拉斯·尤尼斯
出版社湖南科技出版社
ISBN9787571020521
出版时间2023-05
装帧平装
开本16开
定价68元
货号29572287
上书时间2024-10-21
译者序
广义相对论之虹
人类次宣布探测到引力波,是一个隆冬。那时我过着封闭的寄宿高中生活,在阅读学校下发的作文素材时,一条头版标题攫住了我的目光。这个瞬间,班级里的嘈杂声似乎凝止了,我目不转睛地盯着这个标题:
“重大发现,LIGO首次探测到了引力波。”
在毫无觉察之间,我经历了半世纪以来广义相对论光的时刻。世界上总有那么一些东西,极其难懂又高不可攀。和无数中国孩子一样,我从小听惯了爱因斯坦半真半假的奇闻逸事。电影里,只有通晓多门语言的神童和身残志坚的人才对高深的理论如鱼得水,而那些看起来和我的生活十分遥远。
他的广义相对论,仿佛早已镶嵌进了这个世界的基本框架。很多书里的口吻似乎都确定无疑:百年不遇的伟大理论已经建好,屹立不倒。种种稀奇的效应,尽管还未被完全验证,却如同西洋镜里的画片——若是你觉得有异议,一定是你太“土老冒”。
尽管从小总是大言不惭说自己想做个科学家,但诚实讲,我不知道这个世界还有什么留给我发挥。高考的重压下,我在桌肚里偷偷看一本旧版天文教材。书中讲述着琳琅满目的天文现象,而关于引力波只有寥寥数语:“类似探测还从来没有成功过。”
那则关于引力波的报道让我意识到,这宇宙中不确定的东西仍然多如繁星。三年之后,我在天文系的课堂上听老师讲解天体力学。那是天体在引力作用下无休止的复杂运动,广义相对论在其中扮演着不可小觑的角色。随后,我收到导师发来的讨论邮件。在他的办公室里,我看到了即将发表的人类首张黑洞照片。小小的光影之间,是检验广义相对论的前沿阵地。
后来我读到一篇关于相对论致密天体的论文,其中引用莱昂纳德·科恩的歌词:“万物皆有裂隙,光芒得以进入。”我研究生涯的“裂隙时刻”,或多或少都和广义相对论的实验有关。而广义相对论本身也同样有裂隙,正因为这些裂隙存在,我们才得以看到一个接一个实验透露的光芒。
在我现在工作的天体物理领域,广义相对论几乎无孔不入。那些星系的炽热心脏——活动星系核——表现出的许多特征,都需要依赖广义相对论解释。遥远宇宙的空间膨胀,也可用广义相对论推导出的公式描述。广义相对论不再是难以捕捉的鬼火,而是认识这个世界基本的常识和底色。在这个如此依赖广义相对论的世界,了解一些真实世界语境下的广义相对论,也变得越来越必要。
这就是为什么我在翻译的过程中越来越欣赏这本书。它不用那种故作夸张的语气鼓吹广义相对论中那些抽象的概念,反而尽量将其平实道来,如同描摹邻家院落的瓜果蔬菜。更为关键的是,书中还指出这些设想的要害在何处,以及我们该如何去分辨。这就是实验——理论与现实关联的地方。
事实上,广义相对论充满了异议。科学家也常常在工作中犯错,在职场上挣扎,与不同身份的人痛苦地打着交道。在检验伟大的理论之时,有时候相当接地气:在飞过我家乡上空的飞机,也许正搭载着测量引力红移的钟表。或者一个简单的实心大铜球或者粗铝柱,就能与时空的起伏共舞。
尤为难得的是,本书包含了众多实验案例和技术细节。有趣的理论预言,也许学过这门理论的人都有所耳闻,但要准确而简练地点明一项实验的亮点,非得是亲身参与过的内行人不可,这从本书致谢中那些鼎鼎大名就可见一斑。书中讨论的技术也非常前沿,横跨若干不同领域。纵观全书,几乎可一览人类尖端的技术成就,包括甚长基线干涉、无拖拽控制、脉冲星时间序列,它们在业内声名卓著,在外界却少被人知晓。受益于出版时间,实验进展较为新时,读者几乎能够感受到那种激动:我们正处在伟大发现的前沿。
少年时代的经历让我知道,一本能让人读懂的科普书是多么重要。本书中的科学内容不算简单,需要许多耐心才能完全理解。为了通俗起见,我在翻译过程中添加了若干译注,有些是对概念的解释,有些是对上下文逻辑推演的补足,还有的是对现状的更新。希望这些注解可以缓解科学的枯燥,为读者留下相对轻松和深入的阅读体验。书中涉及许多新概念、新项目,我在本书中为它们命名的同时,也向全国科学技术名词审定委员会建议了数十个新的标准译名。
后,感谢我的编辑杨波,容忍我在这份翻译处女作上追求完美的拖延和重复修改,并在编辑过程中付出了大量辛劳。还要感谢我的父母,尽管他们一直在文科领域耕耘,却始终支持我的科学探索,并在本书翻译期间给予我坚实的支持。
愿我们都能在生活中找到一丝裂隙,透入广义相对论的这一缕虹彩。
刘丰源
2023年春于北京奥运村
爱因斯坦经常被视为天才的象征,他的理论因其美丽和深邃而受到人们的钦佩。这本书记录了科学家们的冒险经历,他们以前所未有的精确和惊人的方式,来测试了爱因斯坦的理论。从中子星的爆炸和黑洞的碰撞,到探测引力波的引人注目的测试。这本书带着读者踏上了一段历时百年的探索之旅。
克利福德·威尔(Clifford M. Will)是验证广义相对论、黑洞和引力波的S界领先理论家。1971年,他在加州理工学院获得博士学位,并在斯坦福大学、华盛顿大学和佛罗里达大学任教,目前是该校的杰出教授。
尼古拉斯·尤尼斯(Nicolás Yunes)是伊利诺伊大学的物理学教授。之前,他曾在麻省理工学院和哈佛大学担任美国宇航局爱因斯坦研究员,并在蒙大拿州立大学担任助理教授,在那里他与人共同创立了重力研究所(the eXtreme Gravity Institute)。
译者介绍:
刘丰源,南京大学天文学学士,中国科学院国家天文台天体物理学硕士。
前言
译者序
章 绝妙之夏 1
第二章 时间的褶皱 19
第三章 光耀引力 49
第四章 引力跳扭摆舞吗? 93
第五章 检验相对论的天界灯塔 121
第六章 如何用黑洞检验广义相对论 159
第七章 终于探测到引力波了! 201
第八章 引力波告诉了我们什么? 233
第九章 引力波科学的宏亮未来 269
第十章 对话 301
爱因斯坦经常被视为天才的象征,他的理论因其美丽和深邃而受到人们的钦佩。这本书记录了科学家们的冒险经历,他们以前所未有的精确和惊人的方式,来测试了爱因斯坦的理论。从中子星的爆炸和黑洞的碰撞,到探测引力波的引人注目的测试。这本书带着读者踏上了一段历时百年的探索之旅。
克利福德·威尔(Clifford M. Will)是验证广义相对论、黑洞和引力波的S界领先理论家。1971年,他在加州理工学院获得博士学位,并在斯坦福大学、华盛顿大学和佛罗里达大学任教,目前是该校的杰出教授。
尼古拉斯·尤尼斯(Nicolás Yunes)是伊利诺伊大学的物理学教授。之前,他曾在麻省理工学院和哈佛大学担任美国宇航局爱因斯坦研究员,并在蒙大拿州立大学担任助理教授,在那里他与人共同创立了重力研究所(the eXtreme Gravity Institute)。
译者介绍:
刘丰源,南京大学天文学学士,中国科学院国家天文台天体物理学硕士。
“我强烈推荐给所有对广义相对论感兴趣的人。虽然非专业读者可能会觉得它很有挑战性,但他们肯定会因为它引人入胜的描述和引人入胜的叙事而得到回报。”
——罗伯托·拉利,《今日物理学》
“(威尔和尤尼斯)成功地描述了历史……并努力工作解释科学……对爱因斯坦令人眼花缭乱的发现的深刻见解。”
——《柯克斯评论》
“物理学家威尔和尤尼斯带领读者参观了爱因斯坦广义相对论的实验,这是一次智力上具有挑战性但却令人振奋的旅程……这是一篇关于现代物理学基础主题的有价值的论文。”
——《出版人周刊》
“这两位作者不仅掌握了这门学科所需的广泛知识和个人经验,而且还具备了为广大读者提供新鲜、机智的叙事所需的写作技巧……我强烈推荐给所有对广义相对论感兴趣的人。”
——罗伯托·拉利,《今日物理学》
“威尔和尤恩斯提供了一个有趣的概述,概括了过去百年左右广义相对论所经历的许多测试……事实上,这本书包含了比书名所暗示的更多有趣的东西——以及美好的个人轶事……作者们在深度和可及性之间取得了完美的平衡,在任何必要的地方都使用了有用的隐喻。”
——戈弗特·席林,BBC《仰望星空》
“克利福德·威尔和尼古拉斯·尤尼斯正在庆祝广义相对论的有效性……一本真正有趣的书。”
——布莱恩·克莱格,《大众科学》
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